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解決済みの質問

バッテリーの謎と選択方法について

バッテリーの謎と選択方法について

ある電機製品があり、その製品は「定格電流 / 消費電力 1.5A/7.5W」となっています。
その製品には外部バッテリー接続できる端子(ピンプラグ)があり、入力DC5Vとなっております。

そこで質問があるのですが、仕様としてDC5Vで出力できるバッテリーであれば、この製品は動作するのでしょうか?
電圧が低いと動作しないと言うのは分かっており、また5V以上の電圧を流すとダメだと言うのは分かっております。

バッテリーには「3.2V 1800mAh」などと書いてある事がありますが、3.2Vで出力して、1800mAhがそのバッテリーの容量だと思います。
ですが、出力する電流の数値が書いてないのがほとんどですが、電圧さえ超えていなければ電流の数値は特に気にする必要はないのでしょうか?

「定格電流 / 消費電力 1.5A/7.5W」「電源接続端子はDC5V」の製品に、出力DC5Vで4800mAhの外部バッテリーを接続しても問題がないか教えて頂ければ助かります。
「知識が無いなら危ない」と言うような回答ではなく、理論上どうなのか知りたいです。


「DC5Vで4800mAh」バッテリーであれば、5Vの電気製品を複数使用(例えば1.6Aの機器を3台)しても電流が合計して4.8Aを超えなければ、製品を利用する事ができると言う事でしょうか。

アドバイスをお願い致します。

投稿日時 - 2010-05-30 19:36:56

QNo.5933136

困ってます

質問者が選んだベストアンサー

いっぱい質問を書かれていますが(^_^.)、重要度の順に書き込んで行きます。

>「定格電流 / 消費電力 1.5A/7.5W」「電源接続端子はDC5V」の製品に、出力DC5Vで4800mAhの外部バッテリーを接続しても問題がないか教えて頂ければ助かります。
「知識が無いなら危ない」と言うような回答ではなく、理論上どうなのか知りたいです。

問題ありません。
なぜなら、一般に使用される電気システム(機器・電源を含む)は、「供給側(電源)は(定)電圧を供給し、電流を決めるの消費側(機器側)」とする約束があるからです。
 注 (定)と括弧書きしたのは、厳密な意味では一定ではなく、多少は変化するので括弧書きしたものです。(一般に消費(電流)が増えると下がる)

つまり、供給側は「あたしは、あなたに合った一定の電圧を供給する(ようにガンバるから)から、電流はあなたの好きなだけ取ってくださいよ」と云って電気を送り出すのです。
しかし、電源といっても無制限に電流を出す能力はありませんから、「ただし、この[A](または[Ah])以上は出せませんよ」と云って釘を刺しているのです。

充電式電池は、一般に「5時間率」と云って、そのAhが5時間でちょうどなくなるように使用するのが「緩やかな放電」と云って、推奨される使用法です。(例外もある)
4,800mAh=4.8Ahの電池(これがどういう電池かわかりませんが)を、1.5A放電で使用することは
(これを 1.5A/4.8Ah=0.3C 放電という)は比較的緩やかな放電ですから、全く問題ありません。

4.8A(1C放電)に耐えられるかどうかは電池の特性によります。
鉛蓄電池ならこんなことへっちゃらです。(車の起動は短時間であるが5Cくらいの放電)
ニッカドやニッケル水素もたまに使用する程度なら、大した影響はないでしょう。

>バッテリーには「3.2V 1800mAh」などと書いてある事がありますが、3.2Vで出力して、1800mAhがそのバッテリーの容量だと思います。
ですが、出力する電流の数値が書いてないのがほとんどですが、電圧さえ超えていなければ電流の数値は特に気にする必要はないのでしょうか?

上記のように電池の特性によります。
書いてないのは電池の種類で、許容最大放電電流が決まっているからです。
ただし、メーカーが推奨する許容電流を超えて使用するかどうかは、使用者側の判断によることもあります。
(多少寿命が短くなってもよいから電流を取りたい、という場合)

>ある電機製品があり、その製品は「定格電流 / 消費電力 1.5A/7.5W」となっています。
その製品には外部バッテリー接続できる端子(ピンプラグ)があり、入力DC5Vとなっております。
そこで質問があるのですが、仕様としてDC5Vで出力できるバッテリーであれば、この製品は動作するのでしょうか?
電圧が低いと動作しないと言うのは分かっており、また5V以上の電圧を流すとダメだと言うのは分かっております。

表示の中で一番大切なのは先ず「電圧」と「電流」でしょうね。
過大な電圧を掛けられれば電気製品が壊れます。
消費電流が、電源の供給能力を上回れば、電源に問題が起きます。(壊れる場合もある)

蛇足ですが、電気機器には正常に動作する「電圧範囲」というものが必ずあります。
工業用機器にはこのことが明示されているものが多いですが、一般家庭用品には明示されていませんね。
そこまで知らなくても・・ということかも知れませんが、ちょっと不親切な気もします。

順不同な回答ですみませんが、その他何かわからないところがありましたら、遠慮なく再質問してください。

投稿日時 - 2010-05-30 22:02:43

お礼

ご回答ありがとうございます。

適格な回答を頂けたので、ほとんど理解をする事ができました。
あとまだ疑問があるのですが、車のオーディオや車自体にも「ヒューズ」ってありますよね。
製品側が自由に流したい電流の量を決めるとありますが、ヒューズが過大な電流が流れて製品を壊さないようにあると思いますが、製品側が電流の量を決めてバッテリーから電気を取っているのに、なぜヒューズが必要になるのでしょうか?

電圧はバッテリー側に依存すると思いますが、電流が製品側に依存すると言う事であれば、ヒューズも必要がないように思います。
製品が自分の定格電流以上の電流を要求しないはずなので、ヒューズが間に入っていると言う事が、バッテリー側からも製品側から要求がなくても、ある程度の最低電流を流しているのでしょうか?

こちらに質問させて頂く前に、自分でもいろいろと考えていたのですが、この「ヒューズ」の必要性を考えた場合に、電圧以外にも考慮しなければならない事があるのではないかと思い、質問をさせて頂きました。
もしかして、ヒューズは製品を守るためではなく、バッテリーを守る為に付いているのかな??


とりあえず、「電圧 / 定格電流 / 消費電力 DC5V /1.5A/7.5W」の製品に対して、「電圧 / 容量 DC5V/4800mAh」のバッテリーは特に問題がないと言う事ですね。
とは言っても、自己責任なのは心得ています(-_-)

ちなみに、バッテリーと言うのは、乾電池を入れて使用する電池ボックスタイプではなく、PSPやDSなどに接続して持ち歩きできるようなバッテリーのようなタイプです。
家庭用電源から何度も充電できます。


バッテリー内蔵していない製品を、外でも利用できるようにバッテリー付けたいと思っていました。

引続きアドバイスなどありましたら、御教授頂けると助かります。

よろしくお願い致します。

投稿日時 - 2010-05-31 05:41:44

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回答(7)

ANo.7

割り込み回答失礼します。

その充電池が5VのDC-DCコンバータ(レギュレータ)内蔵なら、いくら内蔵電池が高出力でも使えない可能性があります。
普通レギュレータを内蔵するなら、そのつなぎ先(使用先)以上のオーバースペックなレギュレータは入れないです。
携帯ゲーム機用の充電池なら携帯ゲーム機の仕様・携帯電話なら携帯電話仕様のレギュレータを入れます。
それ以上はコストの無駄だから。

今回1.5Aの出力が必要なようですが、それって弱電製品の中では結構大きい負荷ですよ。(電池駆動を前提にするとですが)
それを通せるレギュレータが入っているか疑問です。

その辺りが専用品でないものを流用する難しいところです。
とくに今回は充電池側も使用する製品側も充分なスペックが解っていないようですから。
ですからその5Vバッテリーが実際使えるかは疑問です。

ただこのレギュレータの問題さえ無ければ、ほぼ質問者様の予測で理論上合っているかと思います。
例にある3.2V/1800mAhのバッテリーは3.2Vの電圧で1800mAを1h出力できる容量のバッテリーと言うことです。
ただ現実には…
電圧降下で3.2Vは維持できません。
電流の問題は、
最高で何Aの出力が取り出せるかはその充電池のセルの種類・製品によって違います。
ただ一般的に1800mAhの電池で1800mAの負荷をかけても大丈夫でしょう。
それ以上の過負荷をドライブする能力もありますが、電池寿命には影響します。
(充電⇒放電の1サイクルもですが、それが何サイクル出来るかの製品寿命にもです。)

DC5V/4800mAhバッテリーは5V/1.6Aの製品を3台ドライブできる?
…内蔵充電池のスペック的にはできます。
が、レギュレータが入っているなら、私の経験上できません。(1台でも無理かも…)

個人的意見ですが、素性の解らない充電池を流用するぐらいなら(ダメもと的発想なら構いませんが)
今回のケースなら市販の単1型のニッケル水素電池を4本直列で使った方が無難です。
1.2V×4=4.8V
単1型なら5000mAh程度の製品が有りますから、汎用の電池BOX(ホームセンター・模型店でも入手可)
で繋いで適当な箱(ケース)に収めて。
『あくまで自己責任的で』とだけあえて言っておきますが。
(弱気なのは使用されるオーディオ機器?の方の素性が不明だからです。)

投稿日時 - 2010-06-03 03:15:54

★電流と電圧 電力の違い
定格電流 / 消費電力 1.5A/7.5W 
>>DC 5V  5×1.5=7.5W p=VI

★1800mAhでは
容量(mAh)=放電電流(mA)×放電時間(h)  
1.8A流せるはずはありません。
この場合でも、電流 = 電圧/抵抗値です。

★バッテリーに接続するときは、
(1)電圧が一致
(2)機器の※最大電流以上が供給できること
を気にしてください。


★過電流の防止
供給できる電流が大き過ぎると、ショートしたときに危険なので、
たいていの機器内には、ヒューズが付いています。
自動車にはたくさんのヒューズが付いていますよ。

投稿日時 - 2010-06-03 03:07:19

ANo.5

>ヒューズは製品を守るためではなく、バッテリーを守る為に付いているのかな??

はい。
バッテリーと機器との両方を守るために付けています。
機器の方は確かに正常に動作しているときは問題ありませんが、部品の故障等が起きたときに異常電流が流れることがあります。
また、使用者が操作を誤ってショートさせることもあり得ます。
ケーブルを引っ張ったときに断線してショートすることもあります。
このように過大電流が流れることはしばしばありますので、その対策としてヒューズを入れます。
蛇足ですが、ヒューズが切れたときには、すぐヒューズを交換するのでなく、先ずその原因を究明することが先決です。

電池の使用中の電圧降下について

http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACG4000/ACG4000PJ2.pdf#search='ニッケル水素電池 放電特性'
図7 放電特性の一例(乾電池との比較)を見て下さい。
ニッケル水素は放電初期は1.4Vくらいですが、使用(放電)開始後、すぐに1.2V位に下がり、しばらくの間、この付近の電圧を維持します。
(充電式電池の公称電圧を1.2Vと呼ぶのはこれに由来します)
1.1Vになったあたりから急激に低下するので、ここから先はほとんど”寿命がない”と判断します。
よって、電池使用機器の方は「1.0V(または0.9V)まで使えるようにしておけばよい」と考えます。

乾電池の方は(図7の点線です。見にくくてすみません)、放電初期こそ1.5Vですが、その後ダラダラと下がり、やはり0.9Vから先で急激に落ちます。
よって、乾電池を使用する機器も最低電圧は0.9Vまで使えるように設計します。
このグラフを見比べれば、機器設計屋としては「乾電池も充電池も終止電圧は、同じ0.9Vにとってよい」という考え方がお分かりになるかと思います。

蛇足ですが、わたしもuruzさんと同じ疑問を持ちました。
ただこの内容は、質問と関係ないので、あえて無視させていただきました。
どうしてもひっかかるようでしたら、問題点を整理して再質問してください。
(質問の意味がはっきり分かりませんので・・・)

投稿日時 - 2010-05-31 17:23:12

ANo.4

>>これ・・バッテリー接続用ではなくACアダプター用だと思いますよ
なぜでしょう?

No3で書いたように電池だけで5Vが作れないからです
もし電池を想定しているならオプションで製品があるはずです

>今回のバッテリーは、乾電池を利用した電池ボックスタイプではなく、家庭用電源で充電して、持ち運ぶ事ができるバッテリーになっています。
>そのバッテリーにはDC5Vで出力すると書いてあります

最初に書いて欲しかった。
DC5Vで出力ということは内部にDC-DCコンバーターが組み込まれてるのでしょう。
このバッテリー製品には出力電流は記載されていないのでしょうか?
1.5A以上出力できるのなら使用可能です。

>乾電池などでも電圧は下がってくるのでしょうか?

この場合、乾電池的な発想は無用です、先に書いたように内部にDC-DCコンバーターが組み込まれていると思われますので出力電圧は安定化されていると考えていいでしょう
入力側電圧(内蔵電池)がDC-DCコンバーターの対応入力電圧以上ある間は出力電圧は5Vに保たれます。

投稿日時 - 2010-05-31 06:57:43

ANo.3

>その製品には外部バッテリー接続できる端子(ピンプラグ)があり、入力DC5Vとなっております。

これ・・バッテリー接続用ではなくACアダプター用だと思いますよ

電池についてはそれなりの回答が既に出てますので控えます。
バッテリーで5Vを作る組み合わせを私は思い付きません
鉛電池→2V単位、2,4,6,8・・・
マンガン/アルカリ電池→1.5V単位、1.5, 3, 4.5, 6・・・
ニカド/ニッケル水素→1.2V単位、1.2, 2.4, 3.6, 4.8, 6・・・
リチューム電池→1.5V/3.6V単位
「ある電機製品」が内緒なので解らないのですが、「ある電機製品」内で入力DC5Vから内部で使用する電圧を作っているのか?
またはDC5Vを直接使用するのか?
許容電圧範囲は?
たとえば、ロジックICを駆動するならDC5V±5%以内保つ必要があったりします。

投稿日時 - 2010-05-31 02:57:53

お礼

ご回答ありがとうございます。

>これ・・バッテリー接続用ではなくACアダプター用だと思いますよ
なぜでしょう?

例えば携帯の充電器などは、家庭用電源100Vを5Vに変圧して携帯に出力していますよね。
今回のバッテリーは、乾電池を利用した電池ボックスタイプではなく、家庭用電源で充電して、持ち運ぶ事ができるバッテリーになっています。
DSやPSPなどの外部バッテリーにような感じです。
家庭電源100Vで充電して、出力する時には5Vに変圧(?)して出力するようになっています。

そのバッテリーにはDC5Vで出力すると書いてありますので、製品側の電圧と一緒なので電圧には特に問題はないと思っています。

「製品」と言うのは、バッテリーが内蔵していないオーディオ機器みたいな物と考えて頂ければと思います。
普通な家庭用電源に繋げて利用するのですが、外では電源の確保ができないので、持ち運び用のバッテリーを繋げて、外でも製品を利用したいと思っています。

ん~、どうなんでしょう?
許容電圧範囲は分かりませんが、製品側とバッテリー出力電圧が一緒なので、特に問題はないと思っていましたが。。。


その他にも何か注意しなければならない点などがあれば、アドバイスを頂けると助かります。
ちなみに、通常は、バッテリー側(乾電池でも良いですが)の電圧と言うのは、中の電気の量が減ってくると、電圧も低下してくるのでしょうか?
車のバッテリーは古くなると電圧が下がって来るみたいですが。
乾電池などでも電圧は下がってくるのでしょうか?

投稿日時 - 2010-05-31 05:57:25

バッテリーの「なんとかAh」という単位の意味は、その電流を一時間流せますよと言うことであって、実際に流れる電流や、流すことが可能な電流を表しているわけではありません。流れる電流はあくまでも、つないだ機械の消費電流となります。つまり1000mAhだと、消費電流1000mA(=1A)の機械が一時間動作し、消費電流が200mA(=0.2A)なら5時間、2000mA(=2A)だと30分動く計算となります。

と、ここまで読めばもう気付いたと思いますが、1.5A(=1500mA)の機械を4800mAのバッテリーにつなぐと、4.8/1.5=3.2[h]動作することになります。さすがに満充電を10分とかで使い切ってしまうような負荷では、バッテリーの寿命(作動時間と言うことではなく、繰り返し充電できる能力)に関わると思いますが、その程度なら全然問題ないでしょう。

投稿日時 - 2010-05-30 21:20:01

お礼

ご回答ありがとうございます。

中学か高校の時に、電圧や電流、抵抗などをいろいろと勉強していたのですが、実用的に考えた時に「?」と思ってしまったので、質問させて頂きました。

バッテリーに書いてある電圧は、電気を押し出す力であって、mAhは利用する製品に流す事ができる電気の最大量(無難な量?)といった感じでしょうか。

何となく理解する事ができました。
あと少し疑問があるのですが、他の方への回答の中に一緒に追加疑問も書いておこうと思いますので、よろしければご回答を頂けると助かります。

よろしくお願い致します。

投稿日時 - 2010-05-31 05:07:25

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